实验18 探究滑轮组机械效率的影响因素
实验：探究滑轮组机械效率的影响因素
【实验目的】探究滑轮组机械效率的影响因素
【实验原理】
【实验设计】利用下图的装置，测出钩码所受的重力G、绳子末端受到的拉力F、钩码被提升的高度h 和绳子末端移动的距离s，将计算结果记录下来并利用公式计算出滑轮组的机械效率，多次测量，分析数据并得出结论。
【实验器材】弹簧测力计、刻度尺、钩码、滑轮、细线和铁架台等
【进行实验与收集证据】
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格；
（2）按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置；
（3）如图乙所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格；
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格；
（5）改变钩码的数量，重复上面的实验；
G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
1
2
3
【分析论证】
G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
1 0.1 0.2 0.5 0.3 0.15 66.7%
2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
3 0.1 0.3 1.3 0.3 0.39 76.9%
有表格数据分析可知：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同；被提升的物体越重，机械效率越高。
【实验结论】
用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同；被提升的物体越重，机械效率越高。
【实验改进】
影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施
影响因素 分析 改进措施
被提升物体的重力 同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越高 在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力
动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率 改进滑轮结构，减轻滑轮自重
滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦
实验拓展1：滑轮组机械效率是否与动滑轮的重有关
G动/N G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
0.3 4 0.05 0.2 1.7 0.15 0.255 78.4%
1.2 4 0.05 0.2 1.9 0.15 0.285 70.2%
【实验结论】
保持提升的物重不变，只改变动滑轮的重；被提升的动滑轮越重，机械效率越低。
实验拓展2：滑轮组机械效率是否与n有关
【实验结论】
同一组滑轮，物重相同情况下，只改变动滑轮身上绳子股数。机械效率差别不大。
若忽略绳重和摩擦，只改变绕绳方式，机械效率不变。
《探究滑轮组机械效率的影响因素》常考问题：
（1）实验原理：
（2）实验器材：钩码、铁架台、滑轮、细线，还需：刻度尺、弹簧测力计
（3）测量的物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s。
（4）弹簧测力计运动情况：①必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证测力计示数大小不变；
②不能再弹簧测力计静止时读取弹簧测力计的示数。
（5）实验结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。②提升重物越重，做的有用功相对就多。③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
（6）实验讨论：能否直接根据推导式在实验中直接测出物体重G和绳子自由端的拉力F，而不测绳子自由端移动距离s和物体移动距离h？
不能，公式演算不能代替实验探究。
【典例1】
某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。但小组有同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，其他人认为他的想法不正确，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响，静止时测出的机械效率将 （填“变大”或“变小”或“不变”）；
(2)通过比较 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）；
(3)第4次实验的机械效率； ；通过比较3、4两次实验数据可得出结论： ；
(4)若每个滑轮的质量为100g，则第二次实验中克服摩擦做的额外功为 J。（不计绳重）
【典例2】
在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用如图所示的两组滑轮组进行了4次测量（其中一个钩码重为2N甲图中使用的滑轮重为0.5N，乙图中使用的滑轮重为1N），测得数据如表：
实验次数 动滑轮重 钩码总重 钩码上升高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/%
1 0.5 2 0.1 1.4 0.3 47.6
2 0.5 2 0.2 1.4 0.6 47.6
3 0.5 4 0.1 2.2 0.3 60.6
4 1 4 0.1 3.6 0.2 ①
(1)测量原理： ；
(2)测量工具：弹簧测力计和 ；
(3)请依照上表第3组数据在甲图中画出滑轮组的连线方式：
(4)通过第1、2两组数据对比分析可知：滑轮组的机械效率与物体被提高的高度 （有/无）关；
(5)经过计算发现第1次测量中的额外功为 J，第3次测量中的额外功 （大于/小于/等于）第1次额外功，其原因可能是 ；
(6)表格中编号①处数据为 ；
(7)分析表格中3、4两次的数据，得到了提高滑轮组机械效率的另一种方法。生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请指出以下三种提高效率的方法中，方法 采用了与此相同的方法：
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量满员出行；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量：
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑；
(8)用如图乙所示的滑轮组提升重物，若不计摩擦和绳重，绳子能承受的最大拉力为5N，则该滑轮组的最大机械效率为 。
【训练1】
物理实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，装置如图所示。
实验次数 1 2 3
钩码重G/N 4 4 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4
绳端移动距离s/m 0.3 0.4
机械效率η 74.1% 62.5%
(1)实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升；
(2)小组同学做第3次实验时，滑轮组的机械效率η= ；通过比较第1、3次两次实验数据，请对提高滑轮组的机械效率提出一条针对性建议： 。
(3)如果采用第3次装置，改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图甲的图像，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越轻，机械效率 （越高/不变/越低）；分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N（忽略绳重和摩擦）；
(4)若第2次实验中每个动滑轮的重力相同，当克服摩擦所做的额外功为0.04J时，求克服动滑轮重力所做的额外功为 J，每个动滑轮的重为 N（不计绳重）。
【训练2】
如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）
实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
(1)在实验中，应沿竖直方向 拉动弹餐测力计；
(2)如图所示第一次实验中，弹簧测力计的示数是 N，机械效率是 （精确到0.1%）；
(3)由1、2两次实验数据可得出结论： ；
(4)由 两次实验数据可得出结论：提升物体重力相同，动滑轮越重，机械效率越低；
(5)第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将 。（选填“偏高”“偏低”或“不变”）
【训练3】
某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中实验装置如图所示，得到的数据如表所示：
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计使钩码上升；如果测量中弹簧测力计静止时读数，会导致测量的机械效率 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；实验中若缺少刻度尺 （选填“能”或“不能”）完成实验；
(2)通过表中数据可分析出第1次实验是用 图所示装置做的实验；
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.6 0.4 62.5%
3 6 0.1 2.4 0.3
(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率 ；
(4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中滑轮组的机械效率η= （百分号前保留一位小数）；
(5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组， ，机械效率越高。
【训练4】
在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小芳用如图所示的滑轮组分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表所示。
次数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 绳端上升的距离/cm 机械效率/％
1 2 5 1 15 66.7
2 3 5 1.4 15 71.4
3 4 5 15
(1)在实验操作中应该 拉动弹簧测力计。
(2)进行第3次测量时，弹簧测力计示数为 N，机械效率约为 ％（保留到0.1％）。
(3)分析实验数据，小芳得出的实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物， 可以提高机械效率。
(4)第1次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为 W。
(5)小芳进一步分析数据，发现用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做的额外功将 （选填“变大”“不变”或“变小”），分析原因： 。
【训练5】
在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小刚用如图所示滑轮组进行了三次实验，实验数据如表所示。
实验序号 物重G/N 物体上升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
① 4 0.3 1.8 0.9 74.1%
② 6 0.3 2.6 0.9 76.9%
③ 8 0.3 3.3 0.9
(1)本实验中用到的测量工具有 和 ；
(2)在第②次实验中，做的总功是 J；
(3)第③次实验中滑轮组的机械效率是 （结果保留至0.1%）；
(4)通过分析实验数据可以得出：同一滑轮组提升的物重增大，机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
(5)若弹簧测力计没有竖直向上拉，则测得的机械效率将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【训练6】
如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。
实验次数 钩码的重力G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率/%
1 2 0.1 0.9 0.3 74
2 4 0.1 1.6 0.3 83
3 6 0.1 ① 0.3 ②
(1)小明用弹簧测力计沿竖直方向 提升不同数量的钩码，记录数据如表所示；
(2)第3次实验，绳端测力计示数如图所示，则表格中编号为①的空格中应填 ，编号②的空格中应填 （保留两位有效数字）；
(3)从表格中的数据可得结论：用相同滑轮组提升钩码时， ；如果使钩码升高的高度增加为原来的3倍，机械效率将 （选填“增大”“减小”“不变”）；
(4)汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。以下三种提高效率的方法中，方法 与本实验的原理相同。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑
【训练7】
图甲是“再探动滑轮”的实验，用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为3N的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置上升到B'位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示：
(1)该过程中所做的总功为 J，动滑轮的机械效率为 %；
(2)增加钩码的数量，并将其提升相同高度，克服动滑轮的重力所做的额外功将 （选填“减小”、“不变”或“增大”，下同），机械效率将 。以下三种提高效率的方法中，方法 与（2）同理。
方法一：鼓励人们“拼车”出行
方法二：用新材料减轻汽车重力
方法三：汽车保持良好的润滑
动滑轮的机械效率为
【训练8】
在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
(1)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。
(2)小组某同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
(3)用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中空白的两个数据填写完整。 、
(4)通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数 （选填“有关”或“无关”）。
(5)通过比较 两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号）
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）。
【训练9】
某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如下图所示。
实验次序 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η/%
1 4 0.1 1.8 0.3 74.1
2 4 0.1 1.4 0.5
3 6 0.1 2.4 0.3 83.3
(1)在使用弹簧测力计时需要竖直向上 拉动，若斜向上匀速拉动，则弹簧测力计的示数会 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
(2)从表中数据可分析出实验1是用图 （选填“甲”或“乙”）所示装置做的实验；实验1中，若钩码上升的速度为0.1m/s，则拉力的功率为 W；
(3)表格中空白处的数据应为 （结果精确到0.1%）；
(4)通过分析实验1和实验2的数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）。比较实验1和实验3可得出结论：同一个滑轮组， ，可以提高滑轮组的机械效率。
【训练10】
小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。
实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率
1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 2.0 0.2 1.0 0.6 66.7%
3 2.0 0.3 1.0 0.9 66.7%
4 3.0 0.3 1.4 0.9 71.4%
5 4.0 0.3 1.8 0.9
(1)利用甲图的滑轮组进行实验，要测量绳子自由端所受的拉力，应在弹簧测力计 （选填“保持静止”或“匀速上升”）时读数；
(2)表中的实验数据是利用 （选填“甲”或“乙”）图所示的滑轮组测得的：第5次实验测得的滑轮组机械效率是 （保留一位小数）；
(3)分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度 ，与所提升物体的重力大小 ；（均选填“有关”或“无关”）
(4)采用甲滑轮组进行实验，若弹簧测力计没有竖直向上拉，测得的机械效率将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
（2023·湖南湘潭）用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数 钩码重力 G/N 钩码上升高度h/cm 拉力 F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做 运动。第 1次实验时，钩码上升的时间为 3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为 m/s；
（2）第4次实验时所做的有用功为 J， 滑轮组的机械效率是 %；
（3）分析 1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高； 分析 2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有关”或“无关”）；
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。
A． 换用更轻的动滑轮B． 加快提升物体的速度
2．（2023·黑龙江绥化）如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）
实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
（1）在实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验中，如图所示，弹簧测力计的示数是 N，机械效率是 （精确到0.1%）；
（3）由1、2两次实验数据可得出结论： ；
（4）由 两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低；
（5）在第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将 。（选填“偏高”“偏低”或“不变”）
3．（2023·江苏扬州）在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表1。
表1
实验次数 钩码重 钩码上升的高度 绳端拉力 绳端移动距离 有用功 总功 机械效率
1 2 0.1 1.0 0.3 0.2 0.30 66.7
2 3 0.1 1.4 0.3 0.3 0.42 71.4
3 5 0.1 2.2 0.3 0.5 0.66 75.8
（1）分析表中的数据，他的猜想是 （选填“正确”或“错误”）的；
（2）实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳，测得的数据如表2；
表2
实验次数 动滑轮个数 钩码重 绳端拉力 钩码上升的高度 绳端移动距离 有用功 总功 机械效率
4 1 6 3.6 0.2 0.4 1.2 1.44 83.3
5 2 6 2.4 0.2 0.8 1.2 1.92 62.5
6 3 6 2.2 0.2 1.2 1.2 2.64 45.5
分析数据可知：物重相同，动滑轮个数越多越省力，但机械效率越 。进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功 有用功的情况，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑 ；
（3）根据表2中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验，将会出现的困难是 ，你的改进方法是 。
4．（2023·湖南怀化）提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。
次数 物体的重力 提升的高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率
1 2 0.1 1 0.3 66.7%
2 3 0.1 1.4 0.3 71.4%
3 4 0.1 1.8 0.3
4 4 0.2 1.8 0.6 74.1%
（1）实验中应尽量竖直向上 （选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；
（2）计算出第3组实验的有用功 J，机械效率是 （结果精确到0.1%）；
（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”或“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度 （选填“有关”或“无关”）。
5．（2023·山东枣庄）提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想I：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。
实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离S/m 机械效率η
1 2 0.1 0.90 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
（1）实验时应沿竖直方向 缓慢向上拉动弹簧测力计；
（2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图 的装置完成的，它的机械效率η= ；
（3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是 （选填“正确”或“错误”）的；
（4）通过比较 （填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
（5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 。
6．（2022·内蒙古呼和浩特）在学习机械效率概念后，小娟和小玉同学探讨：在不计绳重和摩擦，同一滑轮组匀速提升不同货物，提升相同高度，动滑轮重力不变，额外功不变的条件下，机械效率是否变化的问题。小娟认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，所以机械效率可能变也可能不变”；小玉认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，那么额外功在总功中所占比例减小，则机械效率一定增加。”俩人争执不下，决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时，收集到的有关数据：
动滑轮重 G动/N 物重 G/N 物体上升距离 h/m 拉力 F/N 拉力作用点移动距离 s/m 滑轮组机械效率 η
1 0.5 1 0.1 0.5 0.3 66.7%
2 0.5 2.5 0.1 1.0 0.3 81.5%
3 0.5 4 0.1 1.5 0.3
（1）请分析表中数据，在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法 ；
（2）表中第3次实验时，滑轮组的机械效率为 ；
（3）实验验证， （选填“小娟”或“小玉”）的说法是正确的。
7．（2022·贵州铜仁）课后延时服务社团活动中，“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动，提出如下科学猜想；
猜想一：滑轮组机械效率可能与被提升物体的重力大小有关
猜想二：滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关
现有实验器材支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计（量程合适）、规格2N的钩码多个，实验装置如图所示；请你协助“勇创”兴趣小组完成实验；
（1）除上述实验器材，完成该实验还需要的测量工具是 ；
（2）实验数据记录如下表：
次数 物体重力（N） 物体上升的高度（cm） 弹簧测力计的示数（N） 绳子自由端移动的距离（cm） 机械效率
1 2 10 1.0 30 66.75
2 4 10 1.7 30
3 6 10 2.4 30 83.3%
①根据表格中的数据，第二次实验时滑轮组的机械效率为 ；
②分析实验数据可得出结论同一滑轮组，物体提升相同高度， ，机械效率越高；
③若要验证猜想二，你的关键操作是 。
8．（2022·湖北襄阳）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。
实验 次数 钩码重 G/N 钩码上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端移动距离 s/cm 机械效率 η
1 1.0 10 0.6 30 55.6%
2 2.0 10 1.0 30
3 4.0 10 1.6 30 83.3%
（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上 拉动弹簧测力计；
（2）第二次实验中，滑轮组的机械效率为 ；
（3）分析1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越 （选填“重”或“轻”），滑轮组的机械效率越高；
（4）小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
9．（2022·江苏南通）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
（1）每次实验绳端移动距离为 cm；
（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 N，第2次实验滑轮组的机械效率为 %。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 ；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 ；
（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
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21世纪教育网(www.21cnjy.com)实验18 探究滑轮组机械效率的影响因素
实验：探究滑轮组机械效率的影响因素
【实验目的】探究滑轮组机械效率的影响因素
【实验原理】
【实验设计】利用下图的装置，测出钩码所受的重力G、绳子末端受到的拉力F、钩码被提升的高度h 和绳子末端移动的距离s，将计算结果记录下来并利用公式计算出滑轮组的机械效率，多次测量，分析数据并得出结论。
【实验器材】弹簧测力计、刻度尺、钩码、滑轮、细线和铁架台等
【进行实验与收集证据】
（1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格；
（2）按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置；
（3）如图乙所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格；
（4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格；
（5）改变钩码的数量，重复上面的实验；
G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
1
2
3
【分析论证】
G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
1 0.1 0.2 0.5 0.3 0.15 66.7%
2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1%
3 0.1 0.3 1.3 0.3 0.39 76.9%
有表格数据分析可知：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同；被提升的物体越重，机械效率越高。
【实验结论】
用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同；被提升的物体越重，机械效率越高。
【实验改进】
影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施
影响因素 分析 改进措施
被提升物体的重力 同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越高 在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力
动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率 改进滑轮结构，减轻滑轮自重
滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦
实验拓展1：滑轮组机械效率是否与动滑轮的重有关
G动/N G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η
0.3 4 0.05 0.2 1.7 0.15 0.255 78.4%
1.2 4 0.05 0.2 1.9 0.15 0.285 70.2%
【实验结论】
保持提升的物重不变，只改变动滑轮的重；被提升的动滑轮越重，机械效率越低。
实验拓展2：滑轮组机械效率是否与n有关
【实验结论】
同一组滑轮，物重相同情况下，只改变动滑轮身上绳子股数。机械效率差别不大。
若忽略绳重和摩擦，只改变绕绳方式，机械效率不变。
《探究滑轮组机械效率的影响因素》常考问题：
（1）实验原理：
（2）实验器材：钩码、铁架台、滑轮、细线，还需：刻度尺、弹簧测力计
（3）测量的物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s。
（4）弹簧测力计运动情况：①必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证测力计示数大小不变；
②不能再弹簧测力计静止时读取弹簧测力计的示数。
（5）实验结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。②提升重物越重，做的有用功相对就多。③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。
（6）实验讨论：能否直接根据推导式在实验中直接测出物体重G和绳子自由端的拉力F，而不测绳子自由端移动距离s和物体移动距离h？
不能，公式演算不能代替实验探究。
【典例1】
某小组在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数 钩码重量G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计。但小组有同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数，其他人认为他的想法不正确，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响，静止时测出的机械效率将 （填“变大”或“变小”或“不变”）；
(2)通过比较 两次实验数据得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关（填实验次数的序号）；
(3)第4次实验的机械效率； ；通过比较3、4两次实验数据可得出结论： ；
(4)若每个滑轮的质量为100g，则第二次实验中克服摩擦做的额外功为 J。（不计绳重）
【答案】(1)匀速 摩擦 变大
(2)1、2
(3)80% 不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低
(4)0.04
【解析】（1）[1]实验应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，此时系统处于平衡状态，测力计示数等于拉力大小。
[2]在拉动过程中，因为滑轮和轴之间存在摩擦力，会影响滑轮组的机械效率，因此不能静止读数。
[3]若静止时读数，测力计没有测量出机械之间的摩擦，测量的拉力偏小，导致在有用功一定时，总功偏小，根据机械效率公式知机械效率变大。
（2）探究滑轮组的机械效率与绳子段数之间的关系，需要控制钩码的重力、钩码上升的高度、滑轮的个数相同，因此选择1、2两次实验。
（3）第4次实验中，连接动滑轮绳子的股数是4股，则机械效率为
[2]比较第3、4次的实验数据，不同滑轮组提升相同重物，动滑轮重不同，机械效率不同，可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
（4）由表中数据可知，第二次实验中，有用功
总功为
动滑轮的重力
则克服动滑轮重力做的功
不计绳重，由
和
可得，克服摩擦做的额外功为
【典例2】
在“探究滑轮组的机械效率”时，小明利用如图所示的两组滑轮组进行了4次测量（其中一个钩码重为2N甲图中使用的滑轮重为0.5N，乙图中使用的滑轮重为1N），测得数据如表：
实验次数 动滑轮重 钩码总重 钩码上升高度h/m 测力计示数F/N 测力计移动距离s/m 机械效率η/%
1 0.5 2 0.1 1.4 0.3 47.6
2 0.5 2 0.2 1.4 0.6 47.6
3 0.5 4 0.1 2.2 0.3 60.6
4 1 4 0.1 3.6 0.2 ①
(1)测量原理： ；
(2)测量工具：弹簧测力计和 ；
(3)请依照上表第3组数据在甲图中画出滑轮组的连线方式：
(4)通过第1、2两组数据对比分析可知：滑轮组的机械效率与物体被提高的高度 （有/无）关；
(5)经过计算发现第1次测量中的额外功为 J，第3次测量中的额外功 （大于/小于/等于）第1次额外功，其原因可能是 ；
(6)表格中编号①处数据为 ；
(7)分析表格中3、4两次的数据，得到了提高滑轮组机械效率的另一种方法。生活中汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义，请指出以下三种提高效率的方法中，方法 采用了与此相同的方法：
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量满员出行；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量：
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑；
(8)用如图乙所示的滑轮组提升重物，若不计摩擦和绳重，绳子能承受的最大拉力为5N，则该滑轮组的最大机械效率为 。
【答案】(1)
(2)刻度尺
(3)
(4)无
(5)0.22 大于 第 3 次测量中物重更大，克服摩擦力做的额外功增加
(6)55.6
(7)二
(8)90%
【解析】（1）实验是通过测量物体的重力G、上升的高度h计算有用功W有，再测出绳端的拉力F和移动的距离s计算总功W总，然后用有用功W有除以总功W总计算出机械效率，测机械效率的实验原理是
（2）测量重力、拉力用弹簧测力计，测物体上升的高度、绳端移动的距离，需要用刻度尺。
（3）根据上表第3组数据可知，承担物重的绳子段数
所以滑轮组应该采用绳子固定端在动滑轮上的接法，故作图如下
（4）分析第1、2次实验数据可知，使用的是同一滑轮组，物体被提高的高度不同，但机械效率相同，故滑轮组的机械效率与物体被提高的高度无关。
（5）[1]第1次测量中的总功为
第1次有用功为
第1次额外功为
[2]第3次测量中的总功为
第3次有用功为
第3次额外功为
故第3次测量中的额外功大于第1次额外功。
[3]第 3 次测量中的额外功大于第 1 次额外功，原因是第 3 次测量中动滑轮重不变，但物重增大，提升相同高度时，虽然克服动滑轮重力做的额外功不变，但克服摩擦力做的额外功增加。
（6）第4次的总功为
有用功为
机械效率为
（7）对比发现，第 4 次测量中动滑轮重比第 3 次测量中动滑轮重大，物重相同，机械效率小。说明在有用功相同的情况下，可以通过减小机械自重产生的额外功，来提高滑轮组机械效率。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故不符合题意；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小机械自重的额外功，来增加机械效率的，故符合题意；
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑。提高机械效率的方法是通过减小机械摩擦，来减小额外功，从而增加机械效率的，故不符合题意。
（8）根据乙图可知，滑轮组绳子受力段数，则动滑轮与物重之间满足为
由题可知，，绳子能承受的最大拉力为5N，则物重最大为
不计摩擦和绳重，根据
可知，机械效率最大为
【训练1】
物理实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中得到的数据如表所示，装置如图所示。
实验次数 1 2 3
钩码重G/N 4 4 6
钩码上升高度h/m 0.1 0.1 0.1
绳端拉力F/N 1.8 1.6 2.4
绳端移动距离s/m 0.3 0.4
机械效率η 74.1% 62.5%
(1)实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计，使物体缓缓上升；
(2)小组同学做第3次实验时，滑轮组的机械效率η= ；通过比较第1、3次两次实验数据，请对提高滑轮组的机械效率提出一条针对性建议： 。
(3)如果采用第3次装置，改变动滑轮重，提升同一物体进行多次实验，获得数据并绘制出如图甲的图像，分析可知：被提升物体所受的重力相同时，动滑轮越轻，机械效率 （越高/不变/越低）；分析图像中的A点可知，被提升物体所受的重力为 N（忽略绳重和摩擦）；
(4)若第2次实验中每个动滑轮的重力相同，当克服摩擦所做的额外功为0.04J时，求克服动滑轮重力所做的额外功为 J，每个动滑轮的重为 N（不计绳重）。
【答案】(1)匀速
(2)83.3% 见解析
(3)越高 3
(4)0.2 2
【解析】（1）在测量绳端受到的拉力时，为了使装置处于平衡状态，方便读弹簧测力计的拉力，应使弹簧测力计匀速上升。
（2）[1][2]在第3次实验中，由图可知，绳子的股数n=3，物体上升的高低h=0.1m，则绳端移动的距离
s=nh=3×0.1m=0.3m
提升物体做的有用功
W有用=Gh=6N×0.1m=0.6J
总功
W总=Fs=2.4N×0.3m=0.72J
所以滑轮组的机械效率
比较第1、3次实验，由η1< η3，G1< G3，可知提起的物体越重，效率越高，所以，应增加物重。
（3）[1][2]由图甲分析可知，提升物体所受的重力相同时，动滑轮越轻，机械效率越高；A点对应的动滑轮重G动= 1N，η= 75%，根据效率公式
则
（4）[1][2]在不计绳重的情况下，额外功指提升动滑轮所做的功和克服摩擦所做的功， 在第2次实验中，做的总功
W总2=F2s2=1.6N×0.4m=0.64J
有用功
W有用2=G2h2=4N×0.1m=0.4J
则额外功
W额= W总2- W有用2= 0.64J - 0.4J = 0.24J
已知克服摩擦所做的额外功Wf= 0.04J，所以克服动滑轮重所做的额外功
W动=W额-Wf = 0.24J-0.04J = 0.2J
因为动滑轮上升的高度和物体上升的高度相等 h= 0.1m，由W动= G动h得动滑轮的重力为
【训练2】
如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）
实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
(1)在实验中，应沿竖直方向 拉动弹餐测力计；
(2)如图所示第一次实验中，弹簧测力计的示数是 N，机械效率是 （精确到0.1%）；
(3)由1、2两次实验数据可得出结论： ；
(4)由 两次实验数据可得出结论：提升物体重力相同，动滑轮越重，机械效率越低；
(5)第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将 。（选填“偏高”“偏低”或“不变”）
【答案】(1)匀速
(2)1.8 74.1%
(3)使用同一滑轮组提升不同重物，重物越重，机械效率越高
(4)2、3
(5)偏低
【解析】（1）在实验中，测量绳端拉力F时，应在竖直向上方向上匀速拉动使物体匀速上升，物体处于平衡状态，此时弹簧测力示数等于拉力大小。
（2）[1]由图可知，弹簧测力计最小分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为1.8N。
[2]分析第1次实验中数据可知，根据可得，机械效率为
（3）由控制变量法可知，比较第1、2次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，重物越重，机械效率越高。
（4）比较第2、3次实验数据可得出结论：滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低。
（5）由图丁可知，拉力F沿斜向上方向拉动时，拉力的力臂变短，省力变小，与丙相比需要更大的拉力才能拉动物体上升，由可知，总功变大，因有用功不变，根据可得，机械效率偏低。
【训练3】
某实验小组在“测滑轮组机械效率”的实验中实验装置如图所示，得到的数据如表所示：
(1)实验中应沿竖直方向 拉动弹簧测力计使钩码上升；如果测量中弹簧测力计静止时读数，会导致测量的机械效率 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）；实验中若缺少刻度尺 （选填“能”或“不能”）完成实验；
(2)通过表中数据可分析出第1次实验是用 图所示装置做的实验；
实验次数 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 1.8 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.6 0.4 62.5%
3 6 0.1 2.4 0.3
(3)通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率 ；
(4)小组同学再用第1次实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中滑轮组的机械效率η= （百分号前保留一位小数）；
(5)比较第1次实验和第3次实验可得出结论：使用同一滑轮组， ，机械效率越高。
【答案】(1)匀速 偏大 能
(2)甲
(3)越低
(4)83.3%
(5)提升物体的重力越大
【解析】（1）[1]实验中应沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计使钩码上升，此时钩码受力平衡，拉力等于重力。
[2]如果测量中弹簧测力计静止时读数，不用克服绳子与滑轮之间的摩擦，会导致额外功偏小，测量的机械效率偏大。
[3]机械效率为
可知机械效率与物体移动距离无关，所以即使没有刻度尺也能完成实验探究。
（2）由表中数据可知，钩码上升0.1m，绳端移动距离为0.3m，可知n=3，图甲中n=3，图乙中n=4，所以实验1是由甲图所示装置做的实验。
（3）第2次实验钩码上升0.1m，绳端移动距离为0.4m，可知n=4，所以实验2是由乙图所示装置做的实验，乙图中动滑轮有2个，机械效率为62.5%，小于实验1的机械效率，可得：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多（动滑轮的质量越大），滑轮组的机械效率越低。
（4）第3次实验中滑轮组的机械效率
（5）第1次实验和第3次实验使用的是同一滑轮组，第3次实验中提升的物体重力更大，机械效率更高，故可得：使用同一滑轮组，提升的物体重力越大，机械效率越高。
【训练4】
在“探究影响滑轮组机械效率的因素”实验中，小芳用如图所示的滑轮组分别做了甲、乙、丙3次实验，实验数据记录如表所示。
次数 钩码重/N 钩码上升的距离/cm 弹簧测力计的示数/N 绳端上升的距离/cm 机械效率/％
1 2 5 1 15 66.7
2 3 5 1.4 15 71.4
3 4 5 15
(1)在实验操作中应该 拉动弹簧测力计。
(2)进行第3次测量时，弹簧测力计示数为 N，机械效率约为 ％（保留到0.1％）。
(3)分析实验数据，小芳得出的实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物， 可以提高机械效率。
(4)第1次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，则拉力的功率为 W。
(5)小芳进一步分析数据，发现用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，所做的额外功将 （选填“变大”“不变”或“变小”），分析原因： 。
【答案】(1)竖直匀速
(2)1.8 74.1
(3)增大重物的重力
(4)0.15
(5)变大 摩擦力变大
【解析】（1）在实验操作中，为了使拉力大小不变，应该竖直匀速拉动弹簧测力计。
（2）[1]由图丙得，测力计的分度值为0.2N，示数为1.8N，即进行第3次测量时，弹簧测力计示数为1.8N。
[2]进行第3次测量滑轮组的机械效率约为
（3）分析实验数据，使用同一滑轮组提升不同重物上升相同的高度，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高，则小芳得出的实验结论是：使用同一滑轮组提升不同重物，增大重物的重力可以提高机械效率。
（4）第1次实验时，钩码上升的速度为0.05m/s，由得，钩码上升的时间为
拉力的功率为
（5）[1][2]小芳进一步分析数据，发现用同一滑轮组提升不同重物至同一高度，提升的物重增加时，由于物重增加，轮与轴、绳之间的压力变大，摩擦力变大，则滑轮组所做的额外功将变大。
【训练5】
在“测量滑轮组的机械效率”实验中，小刚用如图所示滑轮组进行了三次实验，实验数据如表所示。
实验序号 物重G/N 物体上升的高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率η
① 4 0.3 1.8 0.9 74.1%
② 6 0.3 2.6 0.9 76.9%
③ 8 0.3 3.3 0.9
(1)本实验中用到的测量工具有 和 ；
(2)在第②次实验中，做的总功是 J；
(3)第③次实验中滑轮组的机械效率是 （结果保留至0.1%）；
(4)通过分析实验数据可以得出：同一滑轮组提升的物重增大，机械效率将 （选填“增大”、“减小”或“不变”）；
(5)若弹簧测力计没有竖直向上拉，则测得的机械效率将 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
【答案】(1)刻度尺 弹簧测力计
(2)2.34
(3)80.8%
(4)增大
(5)偏小
【解析】（1）[1][2]由于实验中需要测量拉力大小和物体的重力，所以需要弹簧测力计；由于实验中需要测量物体上升高度和绳端移动的距离，所以还需要刻度尺。
（2）由表格中的数据可知，在第②次实验中，做的总功
（3）由表格中的数据可知，第③次实验中滑轮组的机械效率
（4）分析表格中的数据发现，使用同一个滑轮组提升物体时，物体的重力越大，有用功越大，额外功不变，所以滑轮组的机械效率越大，故可得同一滑轮组提升的物重增大，机械效率将增大。
（5）当拉力的方向不在竖直方向上时，则拉力的力臂变短，则会造成拉力偏大，从而使得拉力的总功变大，根据可知，在有用功不变的情况下，总功增大，所以机械效率将偏小。
【训练6】
如图所示是“测量滑轮组机械效率”的实验装置图。
实验次数 钩码的重力G/N 钩码提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率/%
1 2 0.1 0.9 0.3 74
2 4 0.1 1.6 0.3 83
3 6 0.1 ① 0.3 ②
(1)小明用弹簧测力计沿竖直方向 提升不同数量的钩码，记录数据如表所示；
(2)第3次实验，绳端测力计示数如图所示，则表格中编号为①的空格中应填 ，编号②的空格中应填 （保留两位有效数字）；
(3)从表格中的数据可得结论：用相同滑轮组提升钩码时， ；如果使钩码升高的高度增加为原来的3倍，机械效率将 （选填“增大”“减小”“不变”）；
(4)汽车作为一种“机械”，提高效率对节能减排有重要意义。以下三种提高效率的方法中，方法 与本实验的原理相同。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重力
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑
【答案】(1)匀速
(2)2.2 91
(3)滑轮组的机械效率与重物的重力有关，且重物的重力越大，滑轮组的机械效率越高 不变
(4)一
【解析】（1）用弹簧测力计沿竖直方向匀速提升不同数量的钩码，此时物体和测力计都处于受力平衡状态，测力计示数等于拉力大小。
（2）[1]图中测力计的分度值为0.2N，示数为2.2N，故表格中编号为①的空格中应填2.2。
[2]第3次实验中，有用功为
总功为
机械效率为
所以编号②的空格中应填91。
（3）[1]由表中数据可知，使用相同的滑轮组提升钩码，从实验1至实验3，钩码的重力逐渐变大，机械效率也逐渐变大，由74%上升至91%，故可得：用相同滑轮组提升重物时，滑轮组的机械效率与重物的重力有关，且重物的重力越大，滑轮组的机械效率越高。
[2]滑轮组的机械效率为
可知机械效率与物体上升高度无关，所以使钩码升高的高度增加为原来的3倍，机械效率将不变。
（4）实验得出的结论是在额外功一定时，增大有用功可以提高机械效率。
方法一．鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，在额外功一定时，通过增大有用功来提高机械效率，故方法一符合题意；
方法二．汽车制造厂用新材料减轻汽车重力，是通过减小额外功来提高机械效率，故方法二不符合题意；
方法三．经常给汽车做保养，保持良好的润滑，是通过减小额外功来提高机械效率，故方法三不符合题意。
故选方法一。
【训练7】
图甲是“再探动滑轮”的实验，用弹簧测力计竖直向上拉动绳子自由端，将重为3N的钩码从A位置匀速提升到B位置，同时弹簧测力计从图中的A'位置上升到B'位置，在这个过程中，弹簧测力计的示数如图乙所示：
(1)该过程中所做的总功为 J，动滑轮的机械效率为 %；
(2)增加钩码的数量，并将其提升相同高度，克服动滑轮的重力所做的额外功将 （选填“减小”、“不变”或“增大”，下同），机械效率将 。以下三种提高效率的方法中，方法 与（2）同理。
方法一：鼓励人们“拼车”出行
方法二：用新材料减轻汽车重力
方法三：汽车保持良好的润滑
【答案】(1)0.4 75
(2)不变 增大 一
【解析】（1）[1][2]弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为2N，即拉力F=2N；弹簧测力计从A'位置上升到B'位置，图中刻度尺的分度值为1cm，弹簧测力计移动的距离为
则该过程中所做的总功为
物体升高的距离
则该过程中做的有用功为
动滑轮的机械效率为
（2）[1]在使用动滑轮的过程中，提升相同的高度，动滑轮本身的重力不变，因此克服动滑轮重力所做的额外功是不变的。无论钩码数量增加与否，只要动滑轮的重力不变，克服其重力所做的额外功就不变。
[2]由于增加钩码的数量，提升相同的高度，所做的有用功增大，由
可知，机械效率增大。
[3]由上可知，同一动滑轮，额外功相同，增加提升物体的重力可提高机械效率，即是通过增大有用功来提高机械效率的。
方法一：鼓励人们“拼车”出行，使汽车尽量装满人员，是在额外功相同时，人越多，有用功越多，机械效率越高，故方法一符合题意；
方法二：汽车制造厂用新材料减轻汽车重量，是通过减小额外功来增加机械效率的，故方法二不符合题意。
方法三：经常给汽车做保养，保持良好的润滑，提高滑轮组机械效率的方法是通过减小摩擦（减小额外功）来增大机械效率的，故方法三不符合题意。
综上所述，与（2）中提高机械效率方法相同的是方法一。
【训练8】
在“测滑轮组机械效率的实验”中得到的数据如表所示，实验装置如图所示。
实验次数 钩码重 钩码上升高度 绳端拉力 绳端移动距离 机械效率
1 4 0.1 2.7 0.2 74%
2 4 0.1 1.8 0.3 74%
3 8 0.1 3.1 0.3 86%
4 8 0.1 2.5
(1)实验中应沿竖直方向 缓慢拉动弹簧测力计。
(2)小组某同学发现实验过程中边拉动边读数，弹簧测力计示数不稳定，应该静止读数。他的想法是不正确的，因为他没有考虑到 对滑轮组机械效率的影响。
(3)用丁图装置进行实验，得出表中第4次实验数据，请将表中空白的两个数据填写完整。 、
(4)通过比较1、2两次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数 （选填“有关”或“无关”）。
(5)通过比较 两次实验数据可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高。（填实验次数的序号）
(6)通过比较3、4两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （填“高”或“低”）。
【答案】(1)匀速
(2)摩擦力
(3)0.4 80%
(4)无关
(5)2、3
(6)低
【解析】（1）实验中应沿竖直方向匀速缓慢拉动弹簧测力计，系统处于平衡状态，拉力的大小才等于测力计的示数。
（2）若静止时读数，测力计没有测量出机械之间的摩擦力，故测量出的拉力偏小，他的想法不正确；根据，求出的总功偏小，而有用功不变，根据，故这样测出的机械效率偏大，即他没有考虑到摩擦力对滑轮组机械效率的影响。
（3）[1]丁图装置绳子的有效段数为4，故绳子自由端移动的距离为
[2]第4次实验的机械效率为
（4）根据可知，第1、2、3次实验绳子的有效段数分别为2、3、3；结合图示和钩码的重力，第1、2、3次分别是用甲乙丙装置完成的，通过比较1、2两次实验数据可知，钩码的重力相同，提升的高度相同，连接动滑轮绳子的段数不同，机械效率相同，故可得出结论：使用同一滑轮组提升同一重物时，滑轮组的机械效率与绳子段数无关。
（5）通过比较2、3两次实验数据可知，滑轮组相同，连接动滑轮的绳子段数相同，提升的高度相同，物体的重力不同，物体重力越大，机械效率越大，故可得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组机械效率越高。
（6）通过比较3、4两次实验是分别用丙丁装置完成的，丁装置中有2个动滑轮，动滑轮重力大于丙中动滑轮的重力，而实验提起物体的重力相同，第4次实验的机械效率小于第3次实验的机械效率，故得出的结论是：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组机械效率越低。
【训练9】
某实验小组在测滑轮组机械效率的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如下图所示。
实验次序 钩码重G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η/%
1 4 0.1 1.8 0.3 74.1
2 4 0.1 1.4 0.5
3 6 0.1 2.4 0.3 83.3
(1)在使用弹簧测力计时需要竖直向上 拉动，若斜向上匀速拉动，则弹簧测力计的示数会 （选填“变大”“变小”或“不变”）；
(2)从表中数据可分析出实验1是用图 （选填“甲”或“乙”）所示装置做的实验；实验1中，若钩码上升的速度为0.1m/s，则拉力的功率为 W；
(3)表格中空白处的数据应为 （结果精确到0.1%）；
(4)通过分析实验1和实验2的数据可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越 （选填“高”或“低”）。比较实验1和实验3可得出结论：同一个滑轮组， ，可以提高滑轮组的机械效率。
【答案】(1)匀速 变大
(2)甲 0.54
(3)57.1
(4)低 增加物体的重力
【解析】（1）[1][2]匀速拉动时，滑轮组和物体一起做匀速直线运动，此时动滑轮受到的力保持平衡。示数稳定便于读数。图中弹簧测力计拉力作用在动滑轮上，竖直拉动时力臂相当于轮的直径，可以省一半的力，如果斜向上匀速拉动，力臂变短，则弹簧测力计的示数会变大。
（2）[1][2]从表中数据实验1可知
即有三段绳子承担总重力，可分析出实验1是甲装置得出的数据。若钩码上升的速度为0.1m/s，则拉力的功率为
（3）第2次实验的机械效率为
（4）[1]通过分析实验1和实验2的数据，提升的物重相同，实验2中根据物体和绳子端移动的距离可知绳子的段数为
即5段绳子承担重总，为图装置乙，有两个动滑轮，动滑轮重大于实验1中1个动滑轮，实验2装置机械效率较低，根据控制变量法，可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
[2]比较实验1和实验3，绳子均为3段，应同为装置甲测出的数据，即动滑轮重力相同，实验3的物重更大，机械效率越高，根据控制变量法，可得出结论：同一个滑轮组，增加物体的重力，可以提高滑轮组的机械效率。
【训练10】
小明在做“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用滑轮安装了如图甲、乙所示的滑轮组，实验测得的数据如下表所示。
实验次数 钩码所受的重力G/N 提升高度h/m 拉力F/N 绳端移动的距离s/m 机械效率
1 2.0 0.1 1.0 0.3 66.7%
2 2.0 0.2 1.0 0.6 66.7%
3 2.0 0.3 1.0 0.9 66.7%
4 3.0 0.3 1.4 0.9 71.4%
5 4.0 0.3 1.8 0.9
(1)利用甲图的滑轮组进行实验，要测量绳子自由端所受的拉力，应在弹簧测力计 （选填“保持静止”或“匀速上升”）时读数；
(2)表中的实验数据是利用 （选填“甲”或“乙”）图所示的滑轮组测得的：第5次实验测得的滑轮组机械效率是 （保留一位小数）；
(3)分析表中数据，可知滑轮组的机械效率与物体上升的高度 ，与所提升物体的重力大小 ；（均选填“有关”或“无关”）
(4)采用甲滑轮组进行实验，若弹簧测力计没有竖直向上拉，测得的机械效率将 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）。
【答案】(1)匀速上升
(2)甲 74.1
(3)无关 有关
(4)偏小
【解析】（1）在测量绳端所受的拉力时，为了保证拉力大小不变，需要沿竖直方向匀速拉动弹簧测力计，弹簧测力计应匀速上升从而使拉力等于弹簧测力计的示数。
（2）[1]从表中数据可以看出，实验时绳子自由端移动的距离是物体提升高度的3倍，所以滑轮组承重绳子股数为3，则表中的实验数据是利用甲图所示的滑轮组测得的。
[2]第5次实验测得的滑轮组机械效率是
（3）[1]由表中第1、2、3三组数据可知，在装置相同情况下，提升的物体的重力相同，改变提升高度，滑轮组的机械效率不变，则说明滑轮组的机械效率与物体上升的高度无关。
[2]由表中第3、4、5三组数据可知，在装置相同情况下，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高，则说明滑轮组的机械效率与所提升物体的重力大小有关。
（4）采用图甲装置实验时，如果弹簧测力计没有竖直向上拉，那么拉力会大于竖直方向上的力，计算出的总功也会偏大。而有用功（即提升物体所做的功）是不变的，因此得出测得的机械效率将偏小。
（2023·湖南湘潭）用图所示装置测量滑轮组的机械效率，部分实验数据如下表：
实验次数 钩码重力 G/N 钩码上升高度h/cm 拉力 F/N 绳子自由端移动距离s/cm 机械效率η
1 2.0 5 1.0 15 66.7%
2 4.0 5 1.8 15 74.1%
3 4.0 10 1.8 30 74.1%
4 6.0 5 2.5 15
（1）实验过程中，缓慢竖直拉动弹簧测力计，使钩码向上做 运动。第 1次实验时，钩码上升的时间为 3s，此过程中，绳子自由端上升的速度为 m/s；
（2）第4次实验时所做的有用功为 J， 滑轮组的机械效率是 %；
（3）分析 1、2、4次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越 （选填“大”或“小”），滑轮组的机械效率越高； 分析 2、3次实验的数据可知，滑轮组的机械效率与钩码上升的高度 （选填“有关”或“无关”）；
（4）用滑轮组提升重物时，下列选项中也可提高机械效率的是 。
A． 换用更轻的动滑轮B． 加快提升物体的速度
【答案】匀速直线 0.05 0.3 80 大 无关 A
【解析】（1）[1]实验中为使弹簧测力计读数平稳，需要使钩码做匀速直线运动。
[2]第 1次实验中，绳子3s钟的时间，移动的距离为15cm，则绳子移动的速度为
（2）[3]第4次实验时所做的有用功为
[4]第4次实验做的总功为
第4次实验滑轮组的机械效率为
（3）[5]根据1、2、4次实验的数据可知，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。
[6] 2、3两次实验中，钩码的重力相同，只改变钩码上升的高度，滑轮组的机械效率不变，可知轮组的机械效率与钩码上升的高度无关。
（4）[7]根据效率公式可知，提高机械效率的方法一为：额外功一定时，增加有用功，即增加物重；二为：有用功一定时减少额外功，即换用轻质滑轮，故A符合题意，B不符合题意。
故选A。
2．（2023·黑龙江绥化）如图所示，在“测量滑轮组机械效率”的实验中，利用甲、乙、丙三个实验装置进行实验，测得的实验数据如下表。（钩码规格相同、动滑轮个数越多重力越大）
实验次数 钩码重力G/N 提升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动距离s/m 机械效率η
1 4 0.1 0.3
2 8 0.1 3.2 0.3 83.3%
3 8 0.1 2.0 0.5 80.0%
（1）在实验中，应沿竖直方向 拉动弹簧测力计；
（2）第一次实验中，如图所示，弹簧测力计的示数是 N，机械效率是 （精确到0.1%）；
（3）由1、2两次实验数据可得出结论： ；
（4）由 两次实验数据可得出结论：使用不同滑轮组提升相同重物，动滑轮越重，机械效率越低；
（5）在第三次实验操作的基础上，如图丁所示改变绳端拉力方向，测得的滑轮组机械效率将 。（选填“偏高”“偏低”或“不变”）
【答案】缓慢匀速 1.8 74.1% 见解析 2、3 偏低
【解析】（1）[1]在实验中，测量绳端拉力F时，应在竖直向上方向上匀速拉动使物体匀速上升，物体处于平衡状态，此时弹簧测力示数等于拉力大小。
（2）[2]由图可知，弹簧测力计最小分度值为0.2N，弹簧测力计的示数为1.8N。
[3]分析第1次实验中数据可知，根据可得，机械效率为
（3）[4]由控制变量法可知，比较第1、2次实验数据可得出结论：使用同一滑轮组，重物越重，机械效率越高。
（4）[5]比较第2、3次实验数据可得出结论：滑轮组的机械效率跟提起的物重、动滑轮的重有关，在提起的物重一定时，动滑轮越重，机械效率越低。
（5）[6]由图丁可知，拉力F沿斜向上方向拉动时，拉力的力臂变短，省力变小，与丙相比需要更大的拉力才能拉动物体上升，因此总功更大，因有用功不变，根据可得，机械效率偏小。
3．（2023·江苏扬州）在学习了机械效率的相关知识后，课外研究小组有同学猜想：同一个机械的机械效率是不变的。为了验证猜想，他们用如图所示的滑轮组进行实验，改变钩码个数，用弹簧测力计沿竖直方向拉着细绳，使钩码匀速向上运动，测得的数据如表1。
表1
实验次数 钩码重 钩码上升的高度 绳端拉力 绳端移动距离 有用功 总功 机械效率
1 2 0.1 1.0 0.3 0.2 0.30 66.7
2 3 0.1 1.4 0.3 0.3 0.42 71.4
3 5 0.1 2.2 0.3 0.5 0.66 75.8
（1）分析表中的数据，他的猜想是 （选填“正确”或“错误”）的；
（2）实验小组又进行了如下的探究：改变滑轮的个数组成不同的滑轮组，仍用弹簧测力计沿竖直方向向上匀速拉动细绳，测得的数据如表2；
表2
实验次数 动滑轮个数 钩码重 绳端拉力 钩码上升的高度 绳端移动距离 有用功 总功 机械效率
4 1 6 3.6 0.2 0.4 1.2 1.44 83.3
5 2 6 2.4 0.2 0.8 1.2 1.92 62.5
6 3 6 2.2 0.2 1.2 1.2 2.64 45.5
分析数据可知：物重相同，动滑轮个数越多越省力，但机械效率越 。进一步分析还发现，当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功 有用功的情况，所以设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑 ；
（3）根据表2中的数据，如果增加动滑轮个数继续实验，将会出现的困难是 ，你的改进方法是 。
【答案】错误 低 大于 机械所做的额外功 机械效率变低 减轻动滑轮的质量
【解析】（1）[1]由表1数据可知，用同一滑轮组提升不同重力的钩码时，钩码上升的高度以及绳端移动的距离相同，所得的机械效率不同，即机械效率是变化的，因此他的猜想是错误的。
（2）[2]由表2数据可知，当物重相同时，动滑轮个数越多，绳端拉力越小，即越省力，但机械效率也变低。
[3]根据额外功等于总功与有用功之差可知，在第6次实验中，额外功大于有用功，由此可知当滑轮组越来越省力时，它的额外功越来越大，甚至会出现额外功大于有用功的情况。
[4]根据以上分析可知，在设计一个机械模型时，既要考虑省力，还要考虑机械所做的额外功。
（3）[5][6]由表2数据可知，在其它条件相同的情况下，增加动滑轮个数，机械效率变低，这是将会出现的困难。根据
可知，在提升的物体重力一定时，若要增大机械效率，应减小动滑轮重，因此改进方法是减小动滑轮的重力或减轻动滑轮的质量。
4．（2023·湖南怀化）提高机械效率能够充分发挥机械设备的作用，一组同学在“测量滑轮组的机械效率”实验中，实验测得的数据如表所示。
次数 物体的重力 提升的高度 拉力 绳端移动的距离 机械效率
1 2 0.1 1 0.3 66.7%
2 3 0.1 1.4 0.3 71.4%
3 4 0.1 1.8 0.3
4 4 0.2 1.8 0.6 74.1%
（1）实验中应尽量竖直向上 （选填“匀速”或“加速”）拉动弹簧测力计；
（2）计算出第3组实验的有用功 J，机械效率是 （结果精确到0.1%）；
（3）分析比较第1、2、3次实验数据可以判定，使用同一个滑轮组提升物体时，被提升的物体越重，滑轮组的机械效率 （选填“越高”或“越低”或“不变”）；分析比较第3、4次实验数据可得，机械效率与物体上升的高度 （选填“有关”或“无关”）。
【答案】匀速 0.4 74.1% 越高 无关
【解析】（1）[1]实验中应沿竖直方向向上匀速拉动弹簧测力计，使测力计示数比较稳定，便于读数。
（2）[2][3]由表格中数据可知，第3组实验的有用功为
W有=Gh=4N×0.1m=0.4J
总功为
W总=Fs=1.8N×0.3m=0.54J
机械效率是
（3）[4]分析比较第1、2、3次实验数据可知，使用同一个滑轮组提升物体，被提升的物体越重，有用功在总功中所占的比例越大，滑轮组的机械效率就越高。
[5]分析比较第3、4次实验数据可知，同一滑轮组，在物重相同时，物体上升的高度不同，机械效率相同，说明机械效率与物体上升的高度无关。
5．（2023·山东枣庄）提高机械效率可以充分发挥机械设备的作用，对节能减排、提高经济效益有重要的意义。某科技创新小组根据生活经验和客观事实，对影响滑轮组机械效率的因素作出如下猜想：
猜想I：滑轮组的机械效率与物体被提升的高度有关
猜想Ⅱ：滑轮组的机械效率与动滑轮的重力有关
猜想Ⅲ：滑轮组的机械效率与所提物体的重力有关
根据猜想，运用如图甲、乙、丙所示的装置进行了实验探究，测得的实验数据如下表所示。
实验次数 钩码的重力G/N 钩码上升高度h/m 绳端拉力F/N 绳端移动的距离S/m 机械效率η
1 2 0.1 0.90 0.3 74.1%
2 4 0.1 1.50 0.3 88.9%
3 4 0.1 1.25 0.4
4 4 0.2 1.50 0.6 88.9%
（1）实验时应沿竖直方向 缓慢向上拉动弹簧测力计；
（2）分析表中数据可知：第3次实验是利用了图 的装置完成的，它的机械效率η= ；
（3）比较2、4两次实验数据，可验证猜想I是 （选填“正确”或“错误”）的；
（4）通过比较 （填实验序号）两次实验数据得出结论：同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高；
（5）通过比较2、3两次实验数据可得出结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率 。
【答案】匀速 丙 80% 错误 1、2 越低
【解析】（1）[1]实验时，需要读出测力计的示数，所以需要匀速缓慢的拉动测力计，以方便读数。
（2）[2]由表中数据可得，钩码移动的距离为0.1m时，绳子端移动的距离为0.4m，则绳子的股数为
即动滑轮上有4股绳，所以丙图符合题意。
[3]由表中数据可得，有用功为
W有=G3h3=4N×0.1m=0.4J
总功为
W总=F3S3=1.25N×0.4m=0.5J
机械效率为
（3）[4]对比2、4的数据发现，其它条件不变，只改变物体提升的高度，机械效率是不变的，所以猜想一是错误的。
（4）[5]要想得到同一滑轮组提升重物时，物重越大，滑轮组的机械效率越高的结论，需要保证滑轮组不变，重物提升的高度也不变，只改变重物的重力，所以表中1、2号实验符合条件。
（5）[6]对比2、3次实验可以发现，重物的重力不变，提升的高度也不变，但滑轮组中动滑轮的个数增多了，且动滑轮个数越多，机械效率越低，所以可得结论：不同滑轮组提升相同重物时，动滑轮越重，滑轮组的机械效率越低。
6．（2022·内蒙古呼和浩特）在学习机械效率概念后，小娟和小玉同学探讨：在不计绳重和摩擦，同一滑轮组匀速提升不同货物，提升相同高度，动滑轮重力不变，额外功不变的条件下，机械效率是否变化的问题。小娟认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，所以机械效率可能变也可能不变”；小玉认为：“物重增加，有用功增加，总功也增加，那么额外功在总功中所占比例减小，则机械效率一定增加。”俩人争执不下，决定实验验证。下表是他们利用一个滑轮组实验时，收集到的有关数据：
动滑轮重 G动/N 物重 G/N 物体上升距离 h/m 拉力 F/N 拉力作用点移动距离 s/m 滑轮组机械效率 η
1 0.5 1 0.1 0.5 0.3 66.7%
2 0.5 2.5 0.1 1.0 0.3 81.5%
3 0.5 4 0.1 1.5 0.3
（1）请分析表中数据，在图中画出此实验中滑轮组绕绳方法 ；
（2）表中第3次实验时，滑轮组的机械效率为 ；
（3）实验验证， （选填“小娟”或“小玉”）的说法是正确的。
【答案】 88.9% 小玉
【解析】（1）[1]由表格中数据可以看出，绳子末端移动的距离为物体提升高度的3倍，所以连接动滑轮的绳子的股数为3，滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组成，绕线时应从动滑轮的挂钩处挂起，如图所示：
（2）[2]由表格中数据得，第三次实验，有用功为
总功为
滑轮组的机械效率为
（3）[3]由表格中数据得，同一滑轮组，提升的重物重力越大，机械效率越大，故小玉的说法是正确的。
7．（2022·贵州铜仁）课后延时服务社团活动中，“勇创”兴趣小组计划探究“影响滑轮组机械效率的因素”的实践活动，提出如下科学猜想；
猜想一：滑轮组机械效率可能与被提升物体的重力大小有关
猜想二：滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关
现有实验器材支架、细绳、轻质滑轮2个、弹簧测力计（量程合适）、规格2N的钩码多个，实验装置如图所示；请你协助“勇创”兴趣小组完成实验；
（1）除上述实验器材，完成该实验还需要的测量工具是 ；
（2）实验数据记录如下表：
次数 物体重力（N） 物体上升的高度（cm） 弹簧测力计的示数（N） 绳子自由端移动的距离（cm） 机械效率
1 2 10 1.0 30 66.75
2 4 10 1.7 30
3 6 10 2.4 30 83.3%
①根据表格中的数据，第二次实验时滑轮组的机械效率为 ；
②分析实验数据可得出结论同一滑轮组，物体提升相同高度， ，机械效率越高；
③若要验证猜想二，你的关键操作是 。
【答案】刻度尺 78.4％ 物体的重力越大 控制物体的重力和动滑轮的个数不变，改变物体上升的高度
【解析】（1）[1]在探究影响滑轮组机械效率的因素的实验中，需要测量物体和绳子端移动的距离，故还需要刻度尺。
（2）[2]由表格中的数据可知，物体上升的高度h=10cm=0.1m，绳子自由端移动的距离s=30cm=0.3m，则第二次实验时滑轮组的机械效率为
[3]分析实验数据可得，同一滑轮组，物体提升相同高度时，物体的重力越大，有用功越大，机械效率就越高。
[4]要验证滑轮组机械效率可能与被提升物体的高度有关，需要控制物体的重力和动滑轮的个数不变，改变物体上升的高度从而探究机械效率的变化情况。
8．（2022·湖北襄阳）某同学用如图所示的实验装置测量滑轮组的机械效率，相关数据记录在下表中。
实验 次数 钩码重 G/N 钩码上升高度 h/cm 拉力 F/N 绳端移动距离 s/cm 机械效率 η
1 1.0 10 0.6 30 55.6%
2 2.0 10 1.0 30
3 4.0 10 1.6 30 83.3%
（1）实验中，使用滑轮组提升重物时，应竖直向上 拉动弹簧测力计；
（2）第二次实验中，滑轮组的机械效率为 ；
（3）分析1、2、3次实验数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物越 （选填“重”或“轻”），滑轮组的机械效率越高；
（4）小琪同学在仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】匀速直线 66.7% 重 不变
【解析】（1）[1]实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定。
（2）[2]由表中可知，不计绳重与摩擦，滑轮组的机械效率
（3）[3]分析1、2、3次实验的数据可知，使用同一滑轮组提升重物时，重物重力越大，滑轮组的机械效率越高。
（4）[4]影响机械效率的只有摩擦力、绳子重力、动滑轮重力，仅改变提升物体速度的情况下，又做了上述第三次实验，结果会发现滑轮组的机械效率不变。
9．（2022·江苏南通）用图甲滑轮组做“探究动滑轮的重对滑轮组机械效率的影响”实验。实验中把不同的磁铁吸附在动滑轮边框上以改变滑轮的重，每次实验都匀速拉动绳端使物体上升10cm。不计绳重，实验数据如表。
次数 G物/N G动/N F/N η/%
1 6.0 0.3 2.2 90.9
2 6.0 1.0
3 6.0 1.9 2.9 69.0
4 6.0 3.2 3.4 58.8
（1）每次实验绳端移动距离为 cm；
（2）第2次实验中拉力F的示数如图乙，读数为 N，第2次实验滑轮组的机械效率为 %。分析数据可知：在物重不变的情况下，动滑轮越重滑轮组的机械效率越 ；
（3）实验中若仅增大绳端移动的距离，则滑轮组的机械效率将 ；
（4）本实验中，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】30 2.5 80 低 不变 变小
【解析】（1）[1]从图甲可以看出，绳子承重股数为n=3，因此绳端移动距离为
（2）[2]测力计的分度值为0.1N，从图乙看出，其读数为2.5N。
[3]第2次实验中，滑轮组的机械效率为
[4]分析数据可知，在物重不变的情况下，从实验1至实验4，动滑轮的重力逐渐变大，滑轮组的机械效率逐渐变小，故动滑轮越重滑轮组的机械效率越低。
（3）[5]实验中若仅增大绳端移动的距离，根据
可知，滑轮组的机械效率将不变。
（4）[6]四次实验中，物体上升的高度为
有用功为
第1次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功
总功为
摩擦引起的额外功为
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
第3次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功
总功为
摩擦引起的额外功为
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
第4次实验中，克服动滑轮的重力所做的额外功
总功为
摩擦引起的额外功为
摩擦引起的额外功占总额外功的比例为
由此可知，在物重不变的情况下，动滑轮变重时，由摩擦引起的额外功占总额外功的比例变小。
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